低压电器设计程序的划分方法

低压电器设计程序以及阶段的划分没有统一固定的模式，它与低压电器产品复杂性、产品定位、项目性质以及项目难易程度有关。一般可划分为以下几个阶段，并按程序进行。

（1）方案设计。包括总体结构方案、主要部件结构方案，必要时还需设计主要零件结构方案、产品外形方案等等。

（2）技术设计。确定产品设计方案以后，在产品图样设计以前必须先进行技术设计。其依据是项目计划任务书确定的新产品性能与功能的要求、产品结构方案，以及项目前期研究的科研成果，同类产品设计经验等技术设计方案，运用低压电器基础理论、低压电器设计基本方法，以及计算机辅助设计计算、数字化设计与仿真技术等。有的技术设计在图样设计前进行，有的与图样设计交叉进行。主要包括以下内容。

1）导电回路发热计算。我国第一、第二、第三代低压电器产品导电回路发热计算一般采用低压电器发热理论以及经验设计公式完成。其设计准确度相对较低。从第四代产品研发开始，部分企业已采用虚拟样机技术对导电回路发热进行仿真，确定导电回路每部分截面，使导电回路发热处于最佳状态。为产品小型化、节材提供了设计依据。

2）触头参数设计，包括开距、超程、触头初压力和终压力。在20世纪90年代以前，低压断路器的触头开距、超程一般是通过触头与操作机构动作图获得的，最终通过样品试制验证。自从采用计算机辅助设计以后，在断路器三维装配图上，通过操作机构的动作模拟直接获得触头开距与超程。触头压力设计是根据发热电流等级、产品短路性能要求，并通过弹簧尺寸的计算获得。触头参数设计需要计算触头电动斥力，这对短路耐受电流要求较高的断路器以及限流断路器特别重要。触头电动斥力过去采用低压电器基础理论进行计算，计算准确度相对较低。现在采用仿真计算可获得较高的准确度。

3）操作机构运动与受力分析。操作机构设计是低压电器设计的核心问题。特别是影响低压断路器分断能力的触头分、合闸速度，产品机电寿命都直接与操作机构设计有关。低压断路器发展到现在，操作机构的设计水平在很大程度上决定了低压断路水平。到目前为止，我国低压断路器操作机构的设计大部分是参考国外先进产品结构，缺乏真正具有独创的新型操作机构，这是我国低压断路器新一代产品研发需要突破的主要关键技术之一。虚拟样机与仿真为操作机构仿真设计提供了科学的手段。

4）电磁系统设计计算。电磁系统是交流接触器的主要部件。电磁系统吸力—反力特性，特别是动态吸反特性配合很大程度上决定了交流接触器最重要的性能指标——机械寿命与电气寿命，对控制与保护电器具有相同意义。对限流电器来说快速动作电磁系统设计直接影响产品的分断性能。节能型电磁系统设计对中、大容量交流接触器具有重要的意义。电磁系统设计的另一个重要任务是降低接触器控制的功率，它对控制系统设计十分重要。

5）智能控制保护器设计。现在开发的新一代低压电器，如万能式断路器、塑壳断路器、双电源自动转换开关、控制与保护开关电器、软起动器都带有智能控制和保护器。技术设计的主要任务是智能控制、保护器功能的确定。控制保护器原理框图、原理接线图设计、微处理器芯片及电子元器件的选用、印制电路板设计以及软件编制、电磁兼容性分析等等。

6）总体结构、主要部件、关键零件分析是技术设计的重要组成部分。

7）与本项目配套产品特性配合分析、计算也是技术设计内容之一。

8）零件、部件公差配合分析与计算是低压电器技术设计的重要环节之一。它是低压电器零件、部件设计是否符合批量生产要求的必备条件。(www.xing528.com)

9）新一代低压电器应考虑半自动、自动装配生产，性能、特性自动检测以及为保证产品可靠性、一致性和提高低压电器装配一次合格率需要设置相关的质量控制点，在线检测点。在零件、部件设计时应充分满足上述要求。

10）零件、部件标准化设计也是技术设计时必须考虑的问题。

（3）产品图样设计。根据产品总体结构方案、部件结构方案、外形方案以及技术设计要求，首先制作总装配图，然后根据总装图拆分部件图，最后按各个部件分别制作零件图。全部零件图设计完成后，应将最终确定的零件图重新进行部件装配，整机总装配以验证零件设计准确性。产品图样设计一般应采用计算机辅助设计，采用二维或三维设计软件。

图样设计完成后应进行工艺会审，零件设计必须符合零件制造工艺的要求，对有条件的优秀企业应采用先进的制造工艺，冷冲件应采用级进模精密高速冲。

（4）图样验证与修改。低压电器图样设计完成，并通过工艺会审后，在批量生产前必须制作样品进行验证。对于重大新产品项目以及结构比较复杂的产品，一般要先制造模型，以验证设计的正确性，并验证部分产品的性能。根据模型试验结果，对模型设计图进行修改，成为样品设计图。样品设计图应再次通过工艺会审，然后按图样进行模具设计，加工零件，完成样品总装、调试。样品试制主要是验证模具设计的正确性，同时验证样品能否满足计划任务书提出的产品各项功能、性能要求；验证产品的性能与结构是否符合相关国家标准、行业标准和IEC标准。样品全套型式试验通过后，根据样品装配以及试验过程中存在问题对图样进行全面的修改，作为小批或批量生产图样。

（5）技术文件编制，产品技术文件是新产品设计、试制过程以及批量投产所必需的资料。有一部分技术文件是在新产品设计、试制不同阶段完成的。这些文件一般是新产品试制的依据，对新产品试制具有指导意义。有一部分技术文件可以在新产品试制完成以后编制，主要用于指导生产。

对重大新产品开发项目在新产品设计以前一般应编制设计任务书（或技术任务书），其主要内容应包括：新产品立项的技术背景及理由，国内外同类产品的技术现状与发展趋向；本项目的开发目标与内容；产品的主要技术参数与指标；主要关键技术的分析；相关专利的分析；拟采用的技术路线与技术方案；投入人员的经费预算；工作计划等。

在模型试制的同时，应编制模型试验大纲，用于指导新产品模型试验，并作为模型试验的依据。在样品试制的同时，应完成产品技术条件或企业标准的编制。用于指导产品型式试验，并作为型式试验的主要依据之一。

对于全新产品在技术设计完成后，拟编制设计计算书初稿。在样品试制全部完成后，拟对设计计算书进行修改与完善。设计计算书对于以后同类产品的开发具有参考价值。同时，产品投产后如果发现重大技术问题，可以重新审核原设计是否存在严重的缺陷和错误，以便于改进和完善。其他技术文件一般在新产品试制即将完成或完成后编制。